ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АКВАТОРИИ НЕФТЕПРОДУКТАМИ

А.В. Ломакина
Научный руководитель к.ф.-м.н., доцент М.С. Лопатин
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АКВАТОРИИ НЕФТЕПРОДУКТАМИ
Проблема загрязнения морей и прибрежных акваторий нефтепродуктами в настоящее время приобрела глобальный характер. Причинами являются: аварии нефтеналивных судов, сброс с танкеров балластной воды, утечки при бурении нефтяных скважин и на нефтепроводах в шельфовых зонах. Мониторинг нефтяных загрязнений является важным для их своевременного обнаружения и принятия экстренных мер по предотвращению распространения загрязнений.
Основными элементами информационной системы мониторинга являются: геоинформационная система (ГИС, как центральный узел обработки данных и визуализация сводной информации), каналы сбора данных и передачи информации, сенсорная сеть регистрирующих устройств.
Для реализации такой системы мониторинга в ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова можно использовать приобретённую ГИС ESRI ArcGIS, на основе которой можно построить узел аналитической обработки пространственной информации. Источниками данных для ГИС могут быть аэрокосмические снимки, выполняемые в оптическом диапазоне спектра, а также радиолокационные изображения. Для таких снимков существует база алгоритмов дешифровки, определена точность и надежность получаемой информации. Для мониторинга загрязнения морской поверхности также можно было бы использовать результаты авиационных наблюдений, но для их выполнения существует больше ограничений, чем при проведении спутниковых наблюдений.
Оптические изображения дают меньше деталей для области пятна, однако больше информационных признаков для распознавания пятен как нефтяных загрязнений. На основе спутниковых радиолокационных данных можно получать информацию о загрязнении морской поверхности независимо от освещенности и облачного покрова, в широкой полосе обзора и с высоким пространственным разрешением.
Оптимальной для радиолокационного обнаружения нефтяных пленок является скорость ветра над поверхностью моря от 3 до 8 м/с. При меньшей скорости ветра нефтяные пленки становятся неразличимыми на радиолокационных изображениях (РЛИ) на фоне спокойной поверхности моря. При сильном ветре они исчезают вследствие интенсивного перемешивания. Наибольшие детальность и контрастность нефтяное пятно имеет на РЛИ. При диагностике нефтяных пятен на РЛИ учитываются: ветровые условия, состояние поверхности моря (волнение), присутствие проявлений других океанических и атмосферных процессов и явлений, проявляющихся в виде сигнатур, подобных нефтяным пятнам и др.
Координаты обнаруженных нефтяных пятен фиксируются и в дальнейшем используются для наблюдения их распространения. Далее строится контур пятна, и они наносятся на координатную сетку. При наличии поблизости судов, которые могут быть источником загрязнения, определяются их координаты. Процесс автоматического обнаружения нефтяных загрязнений на снимках морской поверхности, может осуществляться по их проявлениям: образование биогенных пленок, отражающих структуру течений в прибрежных зонах, которые разрушаются при скорости ветра более 7 м/с, образование областей локального ослабления ветра, которые видно на радиолокационных изображениях, как обширные зоны пониженного рассеяния, которые могут возникать в любых районах и определять по изменению скорости ветра.
Список литературы
1. Геоэкологический мониторинг морских нефтегазоносных акваторий / Л. И. Лобковский, Д. Г. Левченко, А. В. Леонов, А. К. Амбросимов; [отв. ред. С. С. Лаппо]; Ин-т океанологии им. П. П. Ширшова. - М.: Наука, 2005. - 326 с.
2. Курапов А. А., Попова Н. В., Островская Е. В. Экологическая безопасность нефтяных операций на мелководном шельфе. Международная практика и опыт российских компаний на Северном Каспии: моногр. - Астрахань: Изд-во ООО «Новая артель», 2006. - 266 с.